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CE QUE NOUS RÉSERVE L’AVENIR DE LA 4K SOMMAIRE /L’auteur/ /Ce que nous réserve l’avenir de la 4K/ /Laboratoire Nouveaux Formats Médias/ /A propos de bcom/ /L’auteur/ Jean-Yves Aubié bcom, Laboratoire Nouveaux Formats Médias Jean-Yves Aubié est ingénieur en électronique de l’Institut National des Sciences Appliquées de Rennes (INSA) et micro-électronique de Supelec. En 1987, il commence sa carrière chez Thomson Laboratoires Electriques de Rennes (LER) où il prend part à de nombreux travaux autour de la chaîne de l’image, depuis la création de contenus jusqu’à la diffusion (codecs vidéo, circuits intégrés, serveurs vidéo, multiplexeurs etc). Il rejoint en 2010 Civolution, leader en marquage de contenus audiovisuels et prend la responsabilité de 2 lignes de produits : Cinéma numérique et Protection des contenus avant leur sortie publique, ce qui l’amène à travailler avec les studios du monde entier. En 2013, il intègre bcom en tant que Responsable du laboratoire Nouveaux Formats Media et travaille notamment à la définition des nouveaux formats audio et vidéo. 3D holographique, captation HOA, ultra haute définition.

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Publié le 16 janvier 2015
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Langue Français
Poids de l'ouvrage 2 Mo

Extrait

CE QUE NOUS RÉSERVE L’AVENIR DE LA 4K
SOMMAIRE
/L’auteur/
/Ce que nous réserve l’avenir de la 4K/
/Laboratoire Nouveaux Formats Médias/
/A propos de b<>com/
/L’auteur/
Jean-Yves Aubié b<>com, Laboratoire Nouveaux Formats Médias
Jean-Yves Aubié est ingénieur en électronique de l’Institut National des Sciences Appliquées de Rennes (INSA) et micro-électronique de Supelec. En 1987, il commence sa carrière chez Thomson Labora-toires Electriques de Rennes (LER) où il prend part à de nombreux travaux autour de la chaîne de l’image, depuis la création de contenus jusqu’à la diffusion (codecs vidéo, circuits intégrés, serveurs vidéo, mul-tiplexeurs etc). Il rejoint en 2010 Civolution, leader en marquage de contenus audiovisuels et prend la responsabilité de 2 lignes de produits : Cinéma numé-rique et Protection des contenus avant leur sortie publique, ce qui l’amène à travailler avec les studios du monde entier.
En 2013, il intègre b<>com en tant que Responsable du laboratoire Nouveaux Formats Media et travaille notamment à la définition des nouveaux formats au-dio et vidéo. 3D holographique, captation HOA, ultra haute définition.
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/Ce que nous réserve l’avenir de la 4K/
CONTEXTE
S’il vous est arrivé récemment de vous égarer dans le rayon « téléviseurs » d’une grande surface ou d’un magasin spécialisé, il ne vous aura pas échappé que la grande nouveauté dans ce domaine est l’arrivée de ces très beaux (et grands) téléviseurs qui supportent le format Ultra HD (également appelé UHD ou 4K). Dans le meilleur des cas, vous les verrez afficher un contenu de démonstration choisi pour la richesse des détails et la fluidité des mouvements mais malheureusement il se peut aussi que vous n’ayez droit qu’à un simple Blu-ray « up-converti » en résolution 4k par le téléviseur. Quoi qu’il en soit, à la distance à laquelle on regarde habi-tuellement un téléviseur dans un magasin, la différence avec les autres appareils sera frappante et renforcée par le design audacieux de ces écrans allant jusqu’à proposer des dalles incurvées du plus bel effet. Toute-fois, passé cet instant de saisissement, le consommateur avisé ne manquera pas de s’interroger sur l’encom-brement et surtout l’usage qu’il pourrait faire de cee acquisition, et il devra constater que les contenus au format UHD sont encore absents des réseaux de télévision, et que le format Blu-ray UHD n’est pas encore né. Ce questionnement sera d’autant plus probable si ce même consommateur a déjà investi il y a quelques années dans un téléviseur en relief (3D) qui, en dehors du désagrément des lunees, ne lui sert que rarement selon la disponibilité des quelques films qu’Hollywood aura bien voulu produire en 3D et Blu-ray.
Si le doute existe chez le consommateur, il en va de même du côté des professionnels qui mesurent les coûts d’investissement pour migrer vers l’UHD et se demandent si le gain en qualité suffit à justifier cee dépense, sachant que la majorité des chaines de télévision mondiales n’est pas encore diffu-sée en haute-définition (HD) pour les mêmes raisons de coût et encombrement de spectre.
C’est dans ce contexte que des organismes tels que l’ITU, le SMPTE, DVB ou l’EBU (représentant entre autres les diffuseurs) ont pris l’initiative d’étudier le réel apport en qualité subjective de l’UHD. Certains ont pro-posé un déploiement en deux étapes : la première (UHD-1) concernant la résolution de 3840 x 2160 pixels, et la deuxième (UHD-2) ouvrant encore davantage l’augmentation de résolution vers la « 8k » avec 7680 x 4320 pixels au maximum.
Cependant, un certain nombre d’acteurs du domaine se sont demandés si ce n’était pas là l’occasion rêvée pour aller plus loin qu’une simple augmentation du nombre de pixels et s’il ne serait pas judicieux d’appor-ter d’autres améliorations qui renforceraient le réalisme et l’immersivité de ces futurs formats. Est née alors l’idée d’une UHD-1 phase 1 (2014) qui ne concernerait que la résolution UHD et une UHD-1 phase 2 qui appor-terait d’autres améliorations que la simple résolution. C’est ainsi que plusieurs groupes de travail ont vu le jour pour étudier l’apport d’une augmentation du rythme image (HFR pour « high frame rate »), ainsi que le bénéfice d’une augmentation des contrastes et luminosité (HDR pour « high dynamic range ») ou d’un espace de couleurs étendu (WCG pour « wide color gamut). Il est alors apparu que le gain en qualité subjective peut être accru en jouant sur l’ensemble de ces paramètres image et les résultats de ces tests ont levé quelques interrogations quant à l’intérêt d’augmenter uniquement la résolution.
Revue en détail de la contribution de chacune de ces dimensions (résolution, HFR, HDR, WCG) à l’immersivité du contenu et tentative de mesure de son impact en termes de coût d’exploitation.
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#1AUGMENTER LA RÉSOLUTION
Sous l’impulsion des fabricants de téléviseurs, la première proposition de l’Ultra HD est d’augmenter la réso-lution par un facteur 4, ce qui se traduit généralement par le slogan « 4 fois plus de détails ». En réalité, on oublie aussi de mentionner que la HD telle qu’elle existe aujourd’hui est diffusée soit en 720 lignes pro-gressives, soit en 1080 lignes entrelacées. Dans ce dernier cas, la résolution verticale perçue est inférieure à 1080 pixels car l’entrelacement entraine une perte de résolution verticale perçue. Ce serait donc plutôt 5 fois plus de détails (environ) que l’ultra HD offrirait par rapport aux contenus HD que l’on reçoit aujourd’hui sur nos téléviseurs.
4 fois plus de détails, voir plus
Plusieurs tests de qualité subjective ont montré que la distance idéale par rapport à l’écran diminue quand la résolution augmente. Ainsi pour un écran de 46 pouces, il faudrait théoriquement se trouver à 1,8 m de distance en résolution HD mais seulement à 80 cm en UHD (cf. figure 1). On comprend mieux pourquoi les premiers écrans UHD disponibles sont en général de grande taille. A noter qu’en 8K, la situation est encore plus critique puisqu’il faudrait en toute rigueur se situer à 0,75 fois la hauteur de l’écran, soit 40 cm pour un écran 46 pouces ! A l’époque des téléviseurs à tube, les parents se baaient pour que leurs enfants ne regardent pas la télévision de trop près, il semble qu’avec l’UHD il faille au contraire les encourager à le faire ! Fort heureusement, si la distance idéale n’est pas respectée à la lere, il semble bien que tout ne soit pas perdu et qu’une légère amélioration soit encore perceptible quand on aeint le double de la distance opti-male, amélioration d’autant plus marquée si on compare de la HD entrelacée avec de l’UHD progressive.
/1/ Distance d’observation selon la résolution Plus la résolution augmente, plus la distance idéale d’observation di-minue pour une même taille d’écran. Ainsi, il faudrait être à 60 cm d’un écran 32’’ pour une résolution 4K.
Des points forts indéniables en production et compression
Mais cee amélioration peut-elle justifier à elle-seule un accroissement par 8 du volume de données (4 fois plus de pixels et doublement du nombre d’images) ? Peu importe la réponse, il semble que plus rien ne puisse arrêter le train de l’UHD. En ce sens, les derniers salons du CES (électronique grand-public) et NAB (équipe-ments professionnels de télévision) ont démontré que le 4K est partout et couvre l’ensemble de la chaîne de traitement, depuis l’acquisition jusqu’à la restitution. Ainsi, plusieurs caméras ont été lancées sur le marché, y compris des modèles professionnels à moins de 10 000 euros, offrant systématiquement la résolution 4K (ces caméras sont également utilisées pour le cinéma). Les outils de post-production ont eux-aussi évolué pour supporter cee résolution. Une pratique courante désormais est de filmer en 4K même si le contenu est
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distribué en HD. Ceci offre pas mal d’avantages lors du post-traitement que ce soit pour stabiliser, modifier la scène ou appliquer du filtrage. Autre raison : la fonction de transfert des objectifs et capteurs 4K qui offre une meilleure neeté ou « piqué d’image» à une résolution équivalente à la HD. Les séries et émissions spor-tives sont donc de plus en plus souvent filmées en UHD pour deux raisons : offrir une meilleure HD et aussi commencer à constituer un patrimoine de contenus qui sera bien utile quand les réseaux de télévision UHD commenceront à se déployer.
A ce propos, si l’adoption du format 4K ou UHD est inéluctable en production, qu’en est-il du transport et des réseaux de diffusion ? Le premier point à prendre en compte est le format de compression HEVC qui a été standardisé en avril 2013. Par rapport au schéma de compression utilisé couramment aujourd’hui pour transporter la HD (H.264, MPEG-4 AVC ou MPEG4 part 10), le standard HEVC promet un gain en débit de 50%, à qualité vidéo égale. Par ailleurs, ce standard intègre nativement le support de résolution UHD-1 jusqu’à une fréquence images de 120 i/s. On en déduit que si l’UHD représente 8 fois plus de données que la HD en entrelacé, le coût de transmission ne serait que 4 fois supérieur au coût actuel grâce à l’efficacité deux fois supérieure de HEVC. Dans les faits, le gain en compression est également accru par la plus forte corrélation spatiale et temporelle du format UHD-1 en 2160p comparé au format HD en 1080i. Dès lors, les débits néces-saires au transport du UHD-1 se situent entre 15 et 20 Mb/s (avec un objectif à 12 Mb/s quand les codeurs auront aeint leur maturité) alors que les débits consacrés aujourd’hui à la HD 1080i sont aux alentours de 5-6 Mb/s. A terme, un volume de données à la source 8 fois supérieur nécessiterait donc un débit de trans-port 2 à 3 fois supérieur seulement.
Des écrans déjà disponibles sur le marché
Autre point qui prouve l’ancrage de l’UHD dans les marchés du grand-public et du professionnel : la dispo-nibilité des écrans. Les téléviseurs sont accessibles au consommateur à des prix toujours plus bas et les prévisions tablent sur un taux de pénétration de 15 et 30% selon les pays à l’horizon 2020 (cf. figure 2). Du côté des moniteurs professionnels, toutes les marques proposent aujourd’hui un ou plusieurs modèles en résolution 4K. Sony a même annoncé lors du NAB Show 2014 le premier moniteur 4K professionnel utilisant la technologie OLED. Enfin, le principal opérateur de télévision OTT (Netflix) a d’ores et déjà commencé à « streamer » une série au format UHD cee année. Selon IHS, près de 200 chaînes UHD devraient voir le jour d’ici 2020. Tout semble donc programmé pour que l’UHD comble ses principales faiblesses que sont le manque de conte-
/2/ Projection de pénétration des TV UHD dans le monde
Une étude de « strategy ana-lytics » prévoit que 30% des téléviseurs seront UHD en 2020 aux Etats-Unis.
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nu et l’absence de chaînes au format. Mais le gain en qualité d’expérience pour l’utilisateur reste un pro-blème : seuls ceux capables de s’équiper d’un très grand écran pourront tirer pleinement parti de ce nouveau format. De leur côté, ayant bien compris qu’ils ne pourront pas s’opposer à l’avènement de l’UHD, les opé-rateurs de services audio-visuels tentent d’améliorer le bilan de ce format UHD pour qu’il apporte encore davantage de qualité et réalisme et qu’il ne se résume pas au message « 4 fois plus de pixels ». Ainsi, le coût de l’équipement d’un seul car régie en UHD est estimé à 10 M€ : on peut donc imaginer la hauteur de l’inves-tissement nécessaire pour une chaîne UHD complète.
#2AUGMENTER LA FRÉQUENCE  IMAGE (HFR)
La fréquence image est un des paramètres clés qui conditionne la qualité d’une vidéo. Depuis que le cinéma est parlant (1927), les films sont tournés à 24 images par seconde. Récemment, cee industrie a connu une petite révolution avec la sortie du long-métrage « Le Hobbit » à 48 images stéréoscopiques par seconde. Le réalisateur Peter Jackson a choisi ce format HFR (High Frame Rate) pour apporter une meilleure fluidité des mouvements et accroitre le sentiment d’immersion du spectateur. Le rythme habituel de 24 i/s impose beaucoup de contraintes au tournage et c’est ce dont certains réalisateurs veulent s’affranchir. Au départ, le premier volet du Hobbit sorti en 2012 a fait débat (sans doute parce que les défauts inhérents à la 3D étaient encore plus gênants) mais le second film de la trilogie diffusé en 2013 a fait l’objet d’une aention particulière qui a porté ses fruits. Les critiques se sont tues pour faire place à des commentaires neement plus positifs. Il semble donc que l’avenir du cinéma soit davantage dans un rythme image plus élevé que dans une course à la résolution. Amusant d’ailleurs de noter que le format 4K existe au cinéma depuis plusieurs années mais que son succès est mitigé à cause de la règle de la distance idéale d’observation (1,5 fois la hauteur de l’écran) qui limite aux seuls premiers rangs (pas ceux que l’on préfère en général) la perception de cee meilleure définition.
Vers la fin du « motion blur »
Du côté de la télévision, la situation semble moins critique puisque le format actuel est souvent rafraichi à 50 ou 60 trames/secondes. Pourtant, des tests subjectifs menés par l’ITU, la BBC et la NHK sur des contenus HD ont montré que les notes de qualité perçue continuaient à progresser jusqu’à des rythmes de 300 i/s. L’œil est donc bien capable de faire la différence sur des fréquences supérieures à 60 i/s. Il faut aussi noter que le besoin d’augmenter le nombre d’images par seconde est encore plus important sur de l’UHD que sur la HD. En effet, la résolution perçue décroissant avec le mouvement (en partie, à cause du flou de bouger ou « motion blur »), il est illogique de ne pas augmenter la fréquence image avec la résolution. On peut se référer aux images de la figure 3 pour mieux comprendre ce phénomène. Il s’agit d’une expérimentation consistant
/3/ Test comparatif de vidéos à 60 et 120 i/s Sur ces deux prises de vues à fréquences images différentes, on observe la différence sur le piquet au premier plan, sur la piste et les paes des chevaux.
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à filmer des chevaux à partir d’un véhicule supportant deux caméras sur un même rig : une caméra filmant en UHD à 60 i/s, l’autre filmant à 120 i/s. On remarque que l’image issue de la séquence à 120 i/s est bien plus nee que celle à 60 i/s. Elles sont pourtant toutes les deux en résolution UHD. Si on s’aache maintenant à la figure 4 qui réalise un zoom sur un détail de l’image, on constate que la conversion en HD introduit une légère perte de définition mais que celle-ci est neement moins dommageable que le flou provoqué par l’acquisition à 60 i/s. On en déduit que pour certains types de séquences contenant du mouvement (sport ou séries télévisées), il est inutile d’augmenter la résolution si on garde une fréquence d’image insuffisante. On comprend également pourquoi la plupart des contenus de démonstration de l’UHD que l’on voit dans les magasins ou salons professionnels présentent des images très riches en détails mais extrêmement statiques.
La fréquence idéale
/4/ Test comparatif de vidéos à 60 et 120 i/s. Zoom sur 1 détail
Le zoom sur un détail montre qu’il est pré-férable sur les zones de mouvement d’aug-menter la fréquence images plutôt que la résolution.
Une question reste ouverte : quelle serait la fréquence d’images idéale pour l’UHD de demain ? L’idée de choisir un multiple commun entre les fréquences existant aujourd’hui a été poussée pour faciliter les conversions. Ainsi, certains ont avancé le chiffre de 300 i/s qui a le bon goût d’être un multiple de 50 et 60. Malheureusement, ce n’est pas un multiple exact de 24. Qu’à cela ne tienne, d’autres ont proposé 600 i/s ! Le rythme de 240 i/s a également été suggéré en faisant l’impasse sur le 50 Hz. Malheureusement, s’il est vrai que les conversions entre contenus issus des mondes 50 Hz et 60 Hz représentent un coût énorme pour les professionnels, le passage à une fréquence d’images multipliée par 5 ou 10 engendrerait également un coût immense en termes de stockage, interfaces et outils de post-traitement. La tendance actuelle est donc plutôt de viser une fréquence d’images plus raisonnable de 120 i/s pour les contenus du monde 60 Hz, et 100 ou 150 i/s pour ceux du monde 50Hz. Ces fréquences ont l’avantage de réduire considérablement les effets de flou de bouger ou saccades que l’on voit aujourd’hui en dessous de 60 i/s tout en limitant le volume de données de la vidéo avant compression. Par contre, il y aurait toujours deux fréquences différentes selon les pays et le problème de la conversion entre les deux mondes resterait entier.
La compression du HFR
Le dernier point restant à vérifier est le coût de transport d’une UHD dont la fréquence image serait le double de celle appliquée aujourd’hui. Heureusement, les algorithmes de compression d’images à la base des standards tels que HEVC reposent en grande partie sur l’exploitation de la redondance naturelle entre les images successives. Ainsi, multiplier le rythme des images par deux ou trois ne se traduit pas par un débit de transport augmenté dans la même proportion. Des premiers tests ont même montré que sur certaines séquences, le débit après compression à 120 i/s est quasiment identique à celui du 60 i/s. Evidemment, plus
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le contenu sera complexe et riche en mouvements, plus le coût augmentera ponctuellement, mais il restera en moyenne inférieur à 20% du débit initial.
En conséquence, le HFR ne pose pas réellement de problème en transmission, c’est davantage la production des images et leur restitution qui devra être mise à l’échelle. Les caméras sont déjà disponibles, les outils de post-production prendront plus de temps ou devront monter en puissance, le stockage des images source de-vra aussi augmenter. Une des difficultés qui freine encore le passage au HFR se situe dans le manque d’écrans capable de traiter cee fréquence d’images en format UHD. A cee difficulté s’ajoute la question des inter-faces qui doivent évoluer pour pouvoir véhiculer la bande passante requise. Un simple calcul montre qu’une vidéo UHD en 4:2:0 sur 10 bits et 120 i/s demande un débit égal à : 3840 * 2160 * 1,5 * 10 * 120 ≈ 15 Gb/s. C’est bien supérieur à la capacité des interfaces sur câble coaxial couramment utilisées telles que le HDMI, HD-SDI et 3G-SDI. Le 10-gigabit Ethernet est également dépassé. De plus, la situation devient encore plus critique si on affine la quantification des pixels de 8 à 10 ou 12 bits.et si on change l’échantillonnage de la chrominance de 4:2:0 à 4:2:2, voire en 4:4:4 (cf. figure 5).
#3AUGMENTER LE CONTRASTE,  LA LUMINOSITÉ ET LE RENDU DES  COULEURS(HDR et WCG)
/5/ Différents types d’échantillonage de chrominance Pour gagner en efficacité de codage, les codecs tels que H.264 ou HEVC travaillent sur un codage de l’information en Y (luminance) et Cb, Cr (chro-minance). Suivant le mode de sous-échantillonnage choisi, on associe une composante de chrominance par pixel (mode le plus précis), ou bien 1 pour 2 pixels, ou bien encore 1 pour 4 pixels (utilisé en diffusion TV aujourd’hui).
Au plus près de la perception de l’œil
Le HDR (High Dynamic Range) est un concept basé sur le constat que la vision humaine est capable de s’adap-ter à une plage de luminosité bien plus étendue que celle que les écrans reproduisent. Certains considèrent que l’œil humain peut capter des différences de luminosité sur une plage de 10 000:1 (sans adaptation) alors que les écrans qui ont servi à définir les normes actuelles étaient limités à une excursion de 100:1. Cee situation conduit à formater le signal de manière à ce qu’il s’adapte au téléviseur alors qu’une reproduc-tion fidèle devrait plutôt reproduire le champ lumineux tel qu’il était à la captation. Fort de ce constat, des travaux de recherche ont été entrepris afin de reconsidérer complétement les normes actuelles et permere ainsi de produire un signal qui serait susceptible d’alimenter des écrans (HDR) offrant une dynamique de
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luminance bien plus importante. On a pu remarquer lors de la retransmission des matchs de la récente coupe du monde de football au Brésil que les stades exposés mi-soleil, mi-ombre posaient encore beaucoup de pro-blèmes aux caméramans. Soit la partie lumineuse est privilégiée et on ne distingue plus rien dans l’ombre, soit c’est l’inverse et la partie lumineuse est complétement surexposée.
Alors que les écrans de cinéma dépassent rarement 50 cd/m2 et les téléviseurs 150 à 600 cd/m2, il existe désormais des prototypes d’écrans HDR qui peuvent aeindre 4 000 cd/m2 ! On voit aussi apparaître des modèles de téléviseurs grand-public qui peuvent déjà fournir 1 500 cd/m2. Tout l’enjeu des travaux en cours est donc de trouver le meilleur moyen de construire un signal HDR qui tirerait parti de la luminosité de ces nouveaux écrans tout en préservant la compatibilité avec le parc existant. On parle alors de fonction de transfert ou de « tone mapping ».
Des couleurs plus fidèles : un levier promeeur
Les démonstrations de vidéo HDR que l’on commence à voir sur les salons professionnels grâce à ces nouveaux écrans sont plutôt convaincantes et les images sont choisies pour leur large dynamique de luminosité (feux d’artifice, contre-jour, etc.). Les défenseurs de cee technologie meent souvent en avant le fait qu’elle produit son effet indépendamment de la distance d’observation et de la résolution. Un autre argument : son coût en exploitation est relativement modeste puisqu’elle ne nécessiterait qu’un passage de 8 à 10 bits en transmission, voire 12 bits en post-production. Enfin, elle permerait grâce à cee quantification sur davantage de bits d’utiliser un espace de couleur étendu (Wide Color Gamut) dont le rendu serait plus proche encore une fois des couleurs d’origine. La figure 6 montre la différence entre les couleurs adressées par le standard existant (Rec.709) et le celui pressenti pour l’UHD1 Phase 2 (Rec. 2020). Cee figure montre aussi comment les couleurs de scènes de référence s’inscrivent dans ces deux espaces de couleur (Source ITU-R BT2246). On mesure ainsi les limitations de l’espace Rec. 709 de la HD actuelle.
/6/ Espaces de couleurs en HD et UHD Cet extrait du rapport de l’ITU BT.2246 montre la différence entre les espaces de couleurs de la HD et de l’UHD.
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Standardisation et compression
Le HDR est une thématique qui est également discutée dans les réunions de standardisation MPEG-H car il est encore difficile de prédire quel impact cee dimension pourrait avoir sur la compression. Il est cepen-dant fort probable que le surcoût en débit sera relativement faible et limité à l’augmentation de la pro-fondeur de codage des composantes (passage de 8 bits à 10 ou 12 bits). En post-production, des initiatives telles que ACES, basé sur le format OpenEXR afin de préserver l’essence du contenu durant tout le traitement, ont déjà largement anticipé les besoins du HDR. Certaines caméras peuvent déjà fournir des données brutes (RAW) en 16 bits linéaire.
CONCLUSION
L’UHD-1 phase 2 est susceptible de combiner l’ensemble des améliorations discutées précédemment : résolu-tion UHD, fréquence d’images entre 100 et 150 i/s (HFR) et fonctions de transfert modifiées pour prendre en compte les dimensions dynamique et couleurs étendues (HDR et WCG).L’obstacle majeur au déploiement de ce format réside aujourd’hui dans les volumes de données qu’il faudra manipuler en production et post-pro-duction ainsi qu’après décompression du signal. Et l’un des principaux verrous conditionnant l’adoption du format se trouve dans la disponibilité d’interfaces suffisamment dimensionnés, pratiques d’emploi et à un coût raisonnable. La figure 7 montre l’évolution des formats et des volumes de données correspondants. Une seconde de vidéo UHD-1 phase 2 étant 24 fois plus volumineuse qu’en HD, il n’est pas possible de recourir aux mêmes types d’interface qu’aujourd’hui. Cee figure donne une idée des débits en question. Par exemple, l’UHD 4:4:4 sur 12bits à 120i/s demanderait 12 interfaces 3G-SDI. Le récent Thunderbolt 2 ne suffirait pas non plus. L’équation semble insoluble mais c’est en se tournant vers des câbles multi-liens ou vers l’optique que la solution semble émerger. On parle déjà d’interfaces SDI optiques à 25Gb/s. Du côté de la restitution, on re-trouve le même problème car le manque actuel d’écrans UHD à 120 i/s provient avant tout du manque d’inter-faces. Les dalles sont rafraichies à 120 Hz mais il n’y a pas encore d’entrées capables de tenir cee cadence.
/7/ Calcul de débits selon plusieurs variantes d’UHD
On parle de 2017-2018 pour le déploiement de l’UHD-1 phase 2, et il est fort probable que d’ici là, les inter-faces et les écrans auront fait les progrès requis pour que l’UHD prenne une dimension supplémentaire et offre une qualité d’expérience réellement supérieure, et ce, sans pour autant se limiter aux écrans de très grande taille. Le format 4K ne souffre pas des mêmes problèmes d’acceptabilité que la vidéo 3D avec lunees et elle apparait comme un progrès naturel des systèmes de télévision en procurant une restitution d’images plus proche des modèles de la vision humaine. L’audio n’est pas traitée dans ce dossier mais elle ne sera pas oubliée puisqu’il est question d’associer à l’UHD-1 phase 2 une audio spatialisée qui fait déjà ses premiers pas dans les salles de cinéma. Demain nous promet donc des images présentant plus de neeté, fluidité et luminosité avec, à la clé, une expérience télévisuelle renouvelée par son immersivité.
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CE QU’IL FAUT RETENIR
1/ Le format Ultra HD représente 8 fois plus de données que la HD actuelle(1080i)
2/ En plus de la résolution, d’autres dimensions de l’image peuvent être améliorées pour une meilleure expérience :HFR, HDR, WCG
3/ Les verrous technologiques sont davantage dans la manipulationdu volume de données avant compressionque dans le transport de la vidéo compressée.
VOCABULAIRE PROFESSIONNEL UHD, Ultra HD, et 4K :UHD et Ultra HD sont deux mots pour désigner une résolution de 3840 x 2160 pixels. Le terme 4K devrait être réservé au cinéma avec une résolution de de 4096 x 2160 mais il est fréquent d’utiliser cee expression dans un contexte UHD (on parle de téléviseurs 4K) HD 1080i :désigne le format HD (1920 x 1080) en mode entrelacé. Fait référence à une image composée de deux entités appelées « trames » HD 1080p :désigne le format HD (1920 x 1080) en mode progressif. Fait référence à une image composée d’une seule entité HFR :pour « high frame rate ». Indique un rythme d’images supérieur à l’état actuel HDR :pour « high dynamic range». Indique un codage de l’image dans un domaine de luminosité étendu WCG :pour « wide color gamut». Indique un codage de l’image dans un domaine de colorimétrie étendu Cd/m² :candela = unité de mesure de l’intensité lumineuse
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